Что такое трассировка лучей?

Оглавление:

Что такое трассировка лучей?
Что такое трассировка лучей?

Видео: Что такое трассировка лучей?

Видео: Что такое трассировка лучей?
Видео: Как объединить разделы жесткого диска в один Windows 10? - YouTube 2024, Апрель
Anonim
Недавно демо от Epic, создателей игрового движка Unreal, подняло брови для своих фотореалистичных световых эффектов. Этот метод является большим шагом вперед для трассировки лучей. Но что это значит?
Недавно демо от Epic, создателей игрового движка Unreal, подняло брови для своих фотореалистичных световых эффектов. Этот метод является большим шагом вперед для трассировки лучей. Но что это значит?

Что такое трассировка лучей?

Проще говоря, трассировка лучей - это метод, который графический движок использует для расчета того, как виртуальные источники света влияют на элементы в их среде. Программа в буквальном смыслеследылучисвета, используя расчеты, разработанные физиками, изучающими поведение реального света.

Графические двигатели, такие как Unreal или Unity, используют трассировку лучей для рендеринга реалистичных световых эффектов - теней, отражений и окклюзий - без необходимости рендеринга их как своих отдельных объектов. Хотя он довольно интенсивен с точки зрения обработки, используя его, чтобы отображать только то, что камера (т. Е. Игрок) должна видеть в любой момент, означает, что она может быть более эффективной, чем другие, более старые методы имитации реалистичного света в виртуальных средах. Конкретные эффекты освещения отображаются на одной двумерной плоскости с точки зрения зрителя, а не постоянно повсюду в окружающей среде.
Графические двигатели, такие как Unreal или Unity, используют трассировку лучей для рендеринга реалистичных световых эффектов - теней, отражений и окклюзий - без необходимости рендеринга их как своих отдельных объектов. Хотя он довольно интенсивен с точки зрения обработки, используя его, чтобы отображать только то, что камера (т. Е. Игрок) должна видеть в любой момент, означает, что она может быть более эффективной, чем другие, более старые методы имитации реалистичного света в виртуальных средах. Конкретные эффекты освещения отображаются на одной двумерной плоскости с точки зрения зрителя, а не постоянно повсюду в окружающей среде.

Все это достигается с помощью некоторой довольно сложной математики, как с точки зрения фактического определения того, как ведет себя виртуальный свет, так и от того, насколько эти эффекты видны зрителю или игроку в любой момент времени. Разработчики могут использовать менее сложные версии одних и тех же методов, чтобы учесть менее мощное оборудование или более быстрый, гладкий игровой процесс.

Трассировка лучей - это общий подход к графике, а не любая конкретная техника, хотя она постоянно совершенствуется и улучшается. Его можно использовать в предварительно визуализированной графике, например, в спецэффектах в голливудских фильмах или в режиме реального времени, таких как графика, которую вы видите в середине игрового процесса во время игры с ПК.
Трассировка лучей - это общий подход к графике, а не любая конкретная техника, хотя она постоянно совершенствуется и улучшается. Его можно использовать в предварительно визуализированной графике, например, в спецэффектах в голливудских фильмах или в режиме реального времени, таких как графика, которую вы видите в середине игрового процесса во время игры с ПК.

Что нового в трассировке лучей?

Демонстрация, которая недавно получила трассировку лучей в новостях, показана в видео ниже, Звездные войны эскиз с участием некоторых штурмовиков с очень плохим временем. Это было продемонстрировано на конференции разработчиков игр на прошлой неделе. Он был создан Epic Games (создателями вездесущего Unreal Engine) в партнерстве с NVIDIA и Microsoft, чтобы продемонстрировать новые методы трассировки лучей.

Из контекста это просто болван. Но важно то, что он отображается в реальном времени, например, в видеоигре, а не заранее, как фильм Pixar. В приведенном ниже видео показано, как ведущий приближает камеру к сцене с помощью элементов управления в реальном времени, что невозможно с предварительной записью графики.

Теоретически, если ваш игровой ПК достаточно мощный, он может генерировать такую графику в любой игре, используя новые эффекты освещения трассировки лучей в предстоящей версии демонстрации Unreal.

Технология действительно светится (получить?), Потому что эта конкретная демонстрация включает в себя множество отражающих и зеркальных поверхностей с нерегулярной геометрией. Посмотрите, как окружающая среда отражается в изогнутых панелях хромированной брони Captain Phasma. Не менее важно, обратите внимание, как это отражается более тускло и рассеянно от белых доспехов обычных штурмовиков. Это уровень реалистичного освещения, которого сегодня нет в играх.

Будет ли это делать мои игры выглядят потрясающе?

Ну, да, в особых обстоятельствах. Этот продвинутый уровень трассировки лучей облегчит видеоигры более впечатляющие световые эффекты, но на самом деле не делает многоугольную структуру графики более подробной. Он не повышает разрешение текстур или увеличивает текучесть анимации. Короче говоря, это сделает освещение реалистичным, и это все.

Image
Image

Демонстрация выше особенно драматична, потому что разработчики выбрали символы и среды, где почти каждая поверхность либо сияет, либо отражает свет. Если вы используете ту же технологию для рендеринга, скажем, главного герояВедьмаксериалы верхом на лошади по сельской местности, вы не увидите никаких значительных отражающих поверхностей, кроме его меча и, возможно, воды. Реально, методы трассировки лучей не сделают многого для улучшения рендеринга его кожи, меха лошади, кожи его одежды и т. Д.

Заголовки, которые пришли из этой демонстрации, утверждающей, что это приведет к тому, что «графическая анимация блокбастеров» будет немного гиперболой - это может быть правдой, если вы играете на уровне, установленном в зале зеркал, но это все.

Когда я увижу это в моих играх?

Демонстрация GDC была примером проприетарного метода трассировки лучей под названием RTX, который теперь разрабатывается NVIDIA. Он будет дебютировать в следующей серии высококачественных видеокарт GeForce, которые, по слухам, дебютируют в этом году с номерами модели 20XX. Как и другие проприетарные графические технологии, такие как PhysX от NVIDIA, он, вероятно, не будет доступен игрокам, использующим графические карты других производителей.

При этом RTX также использует новую функцию системы DirectX API специально для трассировки лучей (называемую raytracing от Microsoft). Поэтому, в то время как конкретные демонстрации выше - это сотрудничество между Epic и NVIDIA, нет ничего, что помешало бы конкурирующим производителям, таким как AMD и Intel, создавать аналогичные системы с аналогичными результатами.

Проще говоря, вы увидите, что компьютерные игры высокого класса начинают использовать эти методы в конце 2018 года и в начале 2019 года.Геймеры, которые инвестируют в новые видеокарты примерно в это время, получат наибольшую пользу, но если у вас уже есть высококачественная игровая система, вы можете использовать некоторые из этих эффектов в играх, совместимых с DirectX, на вашем текущем оборудовании.

Из-за длительного времени разработки и статических аппаратных целей консольные игроки не будут видеть эту расширенную графику до тех пор, пока следующий раунд игровых консолей не будет выпущен через несколько лет.

Image credit: NVIDIA, Epic / YouTube, Guru3D / YouTube

Рекомендуемые: